核电厂综合管廊管道以及灭火系统设计

1、核电厂综合管廊管道以及灭火系统设计摘要：核电厂综合管廊是向厂区大多数建筑物提供所需工艺管道和电缆的敷设 场所，可实现厂区多类工艺管道和电缆的统一规划和布置，减少直埋管道数量， 因此也是越来越受到重视。综合管廊内工艺管道及电缆种类、数量众多，一旦发 生火灾等事故，将影响核电厂系统的运行，后果将极其严重。如何防止火灾，如 何及时扑灭火情，防止爆炸等重大核安全事故是核电站安全管理的关键。关键词：核电厂；综合管廊管道；灭火系统设计1、核电厂综合管廊通常综合管廊设计成矩形断面，断面尺寸确定前要考虑上游各专业的布置要 求。管廊的高度和宽度在满足管线、电缆及其桥架布置空间要求的基础上，还需 考虑人员通行、维

2、修和管理的便利性。在满足人员通行的前提下，可对局部受限 地段进行合理压缩。为不影响管廊外其他管线的布置，管廊在地下的高度不宜过 大。综合管廊除二个主要出入口外，需设置逃生口，确保事故情况下（如火灾或 管道大破口）人员及时的疏散及消防救援人员的进出，如AP1000核电站的管廊 每70m设置一个逃生口。此外，还需设置安装孔作为管廊内管道和桥架安装和维 修时施工设备和材料的引入通道。完成安装后，将混凝土的盖板盖在安装孔上。 此外综合管廊设计还需结合所处具体位置地质情况以及管廊内、外部荷载（设备 荷载、静荷载、活荷载、温度荷载、地震荷载等），管廊物项等级进行结构设计。2、综合管廊火灾分析2.1、引起火

3、灾的因素：要想设计出合理、科学、有效的综合管廊消防灭火系 统，就必须了解火灾隐患及引起火灾的原因：（1）接触不良引起的火灾。综合管廊中存在电力系统，电力系统中的电缆之 间会进行连接。如果两根电缆之间连接出现松动的现象，就会导致局部电路接触 不良，导致电路电阻增大，连接处就会越来越热，当热量累积到一定程度，就会 引起爆炸和燃烧，从而发生火灾。（2）电力系统中出现相间短路会引起火灾。电力系统中的电缆是由不同的芯 线组成的，不同相位的芯线存在着电位差。如果电缆中芯线的绝缘体出现损坏、 破裂，就会产生放电，从而使破裂处温度升高，出现火灾。（3）电力系统中的线路过载也会引起火灾。电缆线路承载的电流或电压

4、是有 临界点的，一旦输电线路中的电流或电压超过临界点，就会导致电缆温度过高产 生火灾。2.2、火灾机理火灾路径主要就是指发生火灾后火势蔓延、传递的方向。当发生火灾之后， 火将会随着周围可燃物逐渐向外蔓延，也可能随着风的方向进行蔓延，逐渐扩大。 综合管廊中具有通讯设备、电缆、给排水管线等可燃物，但是电力线路是分开安 装的，所以发生火灾之后火势将会沿着电缆位置逐渐向两边蔓延。综合管廊发生火灾后，其中最具有可燃性的物体是电缆本身。因为电缆是发 生火灾的主要因素，而且电缆本身的绝缘体是易燃物。一旦发生火灾，大火将会 以电缆绝缘体为载体进行燃烧，沿着电缆线路进行蔓延。2.3、火灾损害综合管廊一旦发生火灾

5、，将会造成一定的损失，主要损失为发生火灾的电缆 损坏及电缆连接的系统、设备需停运。正常运行工况下，除例行巡检工作人员外， 综合管廊内无值守人员，且廊道内设置了正常出入口及紧急逃生口，通常认为不 会发生人员损失。所以综合管廊发生火灾后的主要损失为经济损失。3、防火规范及防火的有效措施分析3.1、设计规范分析核电厂综合管廊防火设计可按照核电厂常规岛设计防火规范（GB 50745- 2012）（以下简称防火规范）设计。防火规范5.1.3中规定：电缆沟道、电缆隧道以及含有油管道或电缆的 综合廊道内每个防火分区的长度不应大于200m，且每隔50m应采取防火分隔措 施。防火规范5.3.3中规定：“防火分隔

6、的耐火极限不应低于2.00h，分隔楼板、 梁的耐火极限不应低于1.00h。3.2防火的有效措施分析根据火灾机理及规范要求，在工程设计中，可采取以下措施降低失火诱因、 控制火势蔓延。（1）电缆具有多种类型，在综合管廊内可以采用交联聚乙烯绝缘、低烟无卤 阻燃电缆，降低火灾的发生概率。（2）分层布置电缆。动力电缆是发生火灾的主要物项，原则上要求动力电缆 与控制分层布置。如果由于空间限制，动力电缆与控制电缆敷设在同一层的托盘 时，需设置隔板分开，防止火灾影响控制电缆，减小火灾影响范围。（3）按照规范要求，在综合管廊内长度不大于200m需设置防火分区，且电 缆桥架每隔50m设置独立阻火墙，以防止火灾蔓延

7、。4、核电厂综合管廊灭火系统设计4.1、超细干粉灭火系统超细干粉灭火系统做全淹没保护时对空间的密闭性要求如下：防护区不能关 闭的开口面积之和与该防护区的总内表面积之比不应大于5%。电缆管廊为狭长 形的管廊，一般管廊长度在30m左右即可满足该要求。在该长度范围内形成一个 满足规范要求的灭火区域，并能保证系统喷放范围的最小化。可以考虑810具组网，保护一个可以满足全淹没条件的区域，干粉灭火装 置可以通过火灾自动报警系统两路探测器联动启动。每具超细干粉灭火装置同时 可自带温度启动装置，火灾时无需外界干预即能启动灭火装置。每组灭火装置也 可以手动启动。干粉灭火装置具有安装便利，只需要火灾报警配合即可单

8、独进行改造的优势， 当前国内有温度启动器为双温度探头的干粉灭火装置产品，在不新增探测设备的 条件下也可具有较高的可靠性，只需要将启停信号接入厂区火警系统即可。该系 统不会新增水淹风险，对管廊分割、通风等的要求也比较低，本身无导致漏电的 风险。由于为全淹没系统，对原来的电缆布置形态也无要求。4.2、闭式中速水喷雾系统相对于自动喷水灭火系统来说，水喷雾在对电缆定向喷射等方面具有优势， 在快速扑灭火灾方面也有优势，对于漏电的防护方面也优于自动喷水灭火系统。 闭式中速水雾喷头的动作原理与普通闭式喷头相同，使用闭式水雾喷头可以只开 放着火点附近的喷头，减少水淹风险，降低排水压力。由于玻璃泡或易熔合金开

9、放的速度要明显慢于火灾报警联动，故闭式中速水雾喷头用于扑灭综合管廊火灾 时速度将明显慢于自动联锁控制的高速水喷雾系统。闭式水喷雾喷头的工作压力低于高速水喷雾，但是高于自动喷水系统的工作压力，总的来说，当考虑动作距离不超过30m时，消防设计水量相对较小，对供 水系统的压力要求也相对较低。5结语近年来，核电以其效率高、清洁无污染等优点被越来越多的国家和地区所接 受并广泛采用。我国现阶段正处于核电建设的高速发展时期，核电厂的建设正如 火如荼地进行。综合管廊是核电厂中的重要子项，可实现工艺管道和电缆的统一 规划布置，减少直埋数量，便于检修。本文结合核电厂综合管廊的现状分析了综 合管廊管道设置、火灾分析以及灭火系统设计，以期提供一些借鉴。参考文献：杨利彪.核岛火灾自动报警系统设计与研究D.华北电力大学，2013.邓辉.特高压直流输电换流变压器保护及充电试验研究D.湖南大学，2012.李波，黄艳君.核电站中常规岛消防设计特点J.机电工程技术